Cụm gen HOXA như một locus kiểm tra
Các cụm hox mã hóa yếu tố phiên mã là quan trọng đối với sự
phát triển của phôi thai và tạo máu truyền thừa quy định [39,40]. Biểu hiện
khác thường hox được tìm thấy trong nhiều loại ung thư ở người bao gồm cả ung
thư phổi [41], ung thư vú [42], u ác tính [43], và bệnh bạch cầu [44]. HOXA9 và
10 ví dụ là gây biểu
hiện bệnh ung thư máu quá mức trong các loại khác nhau và
là mục tiêu trực tiếp của MLL fusion oncoproteins [45-47]. Trong động vật có
vú, có 39 gen hox tổ chức thành 13 nhóm paralogue và chia thành bốn cụm tên là
A, B, C, và D nằm trên nhiễm sắc thể khác nhau [48,49]. Cụm HOXA con người kéo
dài hơn 100 kbp trên nhiễm sắc thể số 7 và mã hóa 11 yếu tố phiên mã (Hình 1A).
Để xác định liệu kiến trúc nhiễm sắc thể được sử dụng để phân loại bệnh,
chúng ta ánh xạ các tổ chức của một khu vực có chứa các cụm HOXA với nhiễm sắc
thể cấu tạo bản sao chụp carbon (5C) công nghệ (Hình 1B). Phương pháp 5C là một
thành viên của cái gọi là "công nghệ 3C 'được sử dụng để đo lường tổ chức
bộ gen trong cơ thể sống ở độ phân giải cao [50,51]. 5C bắt nhiễm sắc thể cấu tạo
bằng cách chuyển đổi các đoạn nhiễm sắc hóa học liên kết ngang thành các sản phẩm
thắt độc đáo, mà sau đó được phát hiện thông lượng cao sử dụng một phiên bản sửa
đổi của thắt qua trung gian khuếch đại (LMA).
thumbnailFigure 1. Thiết kế thí nghiệm được sử dụng để tạo
ra các tập huấn luyện cho 3D-SP. (A) Linear đại diện sơ đồ của khu vực cụm HOXA
con người đặc trưng trong nghiên cứu này. Gen được minh họa như mũi tên trái phải
đối mặt để chỉ đạo phiên mã và làm nổi bật những định hướng 3 'đến 5' cuối của
cluster. 11 nhóm paralogue được mã màu và xác định trên mỗi gen. BglII mảnh vỡ
giới hạn của khu vực HOXA đặc trưng ở đây được trình bày dưới đây và xác định bởi
các số từ trái sang phải. (B) Sơ đồ công nghệ 5C. 5C định lượng đo liên lạc nhiễm
sắc thể sử dụng mồi mà bổ sung cho các nút giao thông dự đoán trong 3C thư viện.
Mồi 5C ủ được ligated với Taq DNA ligase và các sản phẩm được khuếch đại bằng
PCR sử dụng oligos nhận các đuôi phổ quát của 5C mồi. Trong nghiên cứu này, khuếch
đại đã được thực hiện bằng cách sử dụng một mồi ngược PCR huỳnh quang dán nhãn
và khuếch đại 5C thư viện được lai vào microarray tùy chỉnh. Bảng di động (C) Bệnh
bạch cầu được sử dụng để đào tạo 3D-SP. Dòng tế bào được tổ chức theo loại bệnh
bạch cầu và tình trạng MLL. AF9; Gen AF9 (gen ALL1 tách ra từ nhiễm sắc thể 9),
ENL; Gen ENL (1119-bệnh bạch cầu), trọng lượng; hoang dại, AML; bệnh bạch cầu
myeloid cấp tính, ALL; bệnh bạch cầu lymphoblastic cấp tính, EC; ung thư biểu
mô phôi. (D) Phân phối các mẫu tế bào bệnh bạch cầu được sử dụng để đào tạo
3D-SP. Biểu đồ hình tròn bên trái chỉ ra sự phân bố của bệnh bạch cầu thể hiện
một trong hai hợp nhất MLL hoặc protein trọng lượng (loại bệnh bạch cầu). Biểu
đồ hình tròn bên phải cho thấy sự phân bố của MLL loại (MLL loại fusion).
Sử dụng một thiết kế thí nghiệm được mô tả trước đây [38]
chúng tôi đo được liên lạc nhiễm sắc khắp khu vực cụm HOXA trong một bảng điều
khiển của các dòng tế bào ung thư bạch cầu (hình 1C). Bảng điều khiển này, đó
là chi tiết trong tập tin khác 1: Vật liệu và phương pháp bổ sung, bao gồm 20 mẫu
vật thể hiện sự hợp nhất MLL và 10 chỉ với các protein trọng lượng (hình 1D,
bên trái). Các bảng điều khiển đặc trưng AML và ALL gây ra bởi một sự hợp nhất
giữa MLL và gen AF9 (MLL-AF9; AML), MLL và gen ENL (MLL-ENL; ALL), hoặc thể hiện
các loại hoang dã (wt) protein (Hình 1D , bên phải). Chúng tôi cũng bao gồm ba
ung thư phôi (EC) mẫu trong đào tạo này được thiết lập để tăng sự đa dạng.
Chúng được biết đến để mã hóa chỉ có protein MLL wt và hiện không có gen HOXA
([52] và thêm tập 2: Bảng S1). Các 5C dữ liệu chuẩn hóa từ các mẫu được lấy như
chi tiết trong tập tin khác 1: Vật liệu và phương pháp bổ sung và thể hiện
trong Các file 3: Hình S1. Các bộ dữ liệu 5C được trình bày dưới dạng heatmap
trong Các tập 4: Hình S2, và cho thấy một mức độ rất cao của biến giữa tất cả
các mẫu, bất kể họ thể hiện sự hợp nhất MLL, protein trọng lượng là AML hoặc
ALL. Khi so sánh các tần số tương tác HOXA trung bình (IFS) trong các mẫu bệnh
bạch cầu thể hiện MLL hợp nhất để mã hóa những chỉ wt MLL, chúng ta có thể tìm
thấy khác biệt rõ rệt ở các tần số liên lạc giữa các nước láng giềng (heatmap
đường chéo) và tương tác giữa các mảnh vỡ xa tầm xa (Hình 2A). Ví dụ, chúng tôi
quan sát liên hệ cao hơn địa phương xung quanh các gen MLL HOXA3 trong mẫu phản
ứng tổng hợp, và nhiều hơn nữa tương tác dài hạn giữa 5 'cuối, giữa và 3' cuối
của cluster trong mẫu mà chỉ có protein MLL wt được thể hiện ( Hình 2A, bên phải).
Những kết quả này chỉ ra rằng cấu HOXA nhiễm sắc trong các dòng tế bào ung thư
bạch cầu thể hiện sự hợp nhất MLL và MLL wt có thể khác nhau đủ để được sử dụng
cho phân loại.
thumbnailFigure 2. HOXA cụm cấu có thể được sử dụng để phân
loại mẫu tế bào bệnh bạch cầu. (A) trung bình tần số tương tác 5C từ tế bào bệnh
bạch cầu mẫu MLL-fusion (trái), các tế bào mã hóa chỉ có protein wt MLL (giữa),
và sự khác biệt giữa hai loại bệnh bạch cầu MLL (bên phải). Các dữ liệu từ bảng
bên trái là mức trung bình của các bộ dữ liệu trình bày trong 5C ích tập 4:
Hình S2A, và bảng điều khiển trung chứa dữ liệu trung bình từ khác tập 4: Hình
S2B. Tần số tương tác từng đôi bình thường được mã màu theo thang hiển thị trên
góc dưới bên trái của mỗi heatmap. Con số phía trên và bên phải của mỗi heatmap
xác định các mảnh vỡ hạn chế BglII tương ứng với các mô hình hạn chế hiển thị
dưới đây sơ đồ HOXA. Giao nhau của dòng và cột số xác định địa chỉ liên lạc
DNA. Kết quả (B) Phân loại 3D-SP được đào tạo để phân biệt giữa các mẫu vật thể
hiện sự hợp nhất MLL và protein MLL wt. Kết quả (C) Phân loại 3D-SP được đào tạo
để phân biệt giữa các mẫu biểu hoặc MLL-AF9 hoặc MLL-ENL. Đối với B và C, tập
huấn luyện bệnh bạch cầu thể hiện trong hình 1C đã được sử dụng để đào tạo
3D-SP. Kết quả hiển thị là từ một để lại-một-ra qua xác nhận của 3D-SP. Các biểu
đồ hình tròn trên bên phải của mỗi bảng cho thấy độ chính xác tổng thể của ứng
3D-SP. Matthews Correlation Coefficient (MCC) = 0,64.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét